GH4169合金晶粒度检验试样腐蚀新方法

唐凯明,黄 伟,浦学谊,张 磊

(江苏隆达超合金航材有限公司,无锡 214105)

GH4169镍基高温合金在温度低于650℃时具有优异的综合力学性能,主要用于制造航空发动机的涡轮盘和转动轴等重要零件[1]。传统的腐蚀方法会将GH4169合金的奥氏体晶界和δ相全部显示出来,δ相会干扰晶粒度的评定。研究发现,单相显示方法是利用合金中各组成相与腐蚀剂中各组分形成不同的电位差,通过特定的电化学腐蚀反应单独将合金中的某一种相显示出来[2]。经过反复试验,笔者找到一种只显示GH4169合金奥氏体晶界,不显示δ相的腐蚀方法。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为真空感应熔炼(VIM)+真空自耗重熔(VAR)双联熔炼工艺生产的GH4169合金锻制棒材,其化学成分如表1所示。

表1 GH4169合金棒材的化学成分 %

1.2 试验方法

在成品棒材头部截取厚度为20 mm 的圆片,采用线切割方法沿圆片半径的1/2处取样,金相试样的检测位置对应棒材的径轴向。将试样热镶、研磨、抛光后进行化学腐蚀[3],腐蚀方法如表2所示。采用光学显微镜观察材料的显微组织,用截点法统计材料的晶粒度。

表2 金相检验试样的腐蚀方法

2 试验结果

传统方法显示试样显微组织形貌的颜色较暗,试样表面存在一层沉积膜(见图1),平均晶粒度为9级。新方法显示的显微组织形貌明显比传统方法清晰,只显示奥氏体晶界,不显示δ相(见图2),平均晶粒度为5级。

图1 传统方法腐蚀试样的显微组织形貌

图2 新方法腐蚀试样的显微组织形貌

3 讨论

由于GH4169合金中的主要成分为Ni、Fe、Cr等元素,这些元素与传统腐蚀剂中的Cu2+发生置换反应,生成沉积膜覆盖在金属表面,造成电阻极化,降低了阳极溶解速率[4]。新腐蚀剂中H2O2分解产生的O2-夺走了覆盖在阴极表面上的H+,两者结合生成H2O,使阴极附近聚积了大量的电子,去极化作用加快了电化学反应速率[5]。

4 结论

采用水+硝酸+盐酸+氢氟酸+过氧化氢混合溶液腐蚀GH4169合金试样,试样表面无沉积膜,显微组织形貌清晰,只显示奥氏体晶界,不显示δ相。新腐蚀方法适用于GH4169合金晶粒度的检验。